[发明专利]制造半导体单晶的方法

说明书

技术领域

本发明涉及制造半导体单晶的方法。特别地，本发明涉及抑制了半导体单晶中的缺陷产生的制造半导体单晶的方法。

背景技术

常规地，已经提出了各种生长方法以作为生长半导体单晶如包括GaAs、GaP、GaSb、InP、InAs和InSb的III-V族化合物半导体单晶以及包括CdTe、CdMnTe、CdZnTe、HgCdTe、ZnSe、ZnSSe等的II-VI族化合物半导体单晶的方法。

生长半导体单晶的典型方法包括丘克拉斯基法(Czochralski method)、水平布里奇曼法(horizontal Bridgman method)以及垂直舟皿法(vertical boat method)如垂直布里奇曼法(VB法)和垂直梯度凝固法(VGF法)。生长半导体单晶的这些方法包括在坩埚中放置晶种和原料熔融液的步骤，和从晶种侧固化该原料熔融液以生长半导体单晶的步骤。

在上述制造半导体单晶的方法中，为了防止作为挥发性成分的第V族和第VI族从生长的半导体单晶中逸出，通常使用密封剂。关于密封剂，氧化硼(B₂O₃)是公知的，例如如专利文献1(日本特开平6-219900号公报)中所述。然而，在当生长掺杂型半导体单晶如包含硅(Si)作为掺杂剂的半导体单晶时将B₂O₃用作密封剂的情况下，B₂O₃会捕获Si，从而导致半导体单晶中的Si浓度会不均一的缺点。此外，由于B₂O₃对Si的还原，将B₂O₃用作密封剂具有产生熔渣如砷化硼(B₁₃As₂)的倾向。在这种情况下，产生的熔渣会附着到生长的半导体单晶上。结果，制造的单晶具有缺陷如双晶或多晶化。

鉴于该缺陷，例如，专利文献2(日本特开平3-57079号公报)和专利文献3(日本特开平8-151290号公报)提出了使用包含二氧化硅(SiO₂)的B₂O₃(下文中称为SiO₂-B₂O₃)作为密封剂的方法。将SiO₂-B₂O₃用作密封剂可抑制Si的捕获和熔渣的产生。

除了其作为密封剂的功能之外，还已知SiO₂-B₂O₃可以通过覆盖坩埚的内表面而有效地防止坩埚和原料熔融液之间的润湿。通过防止坩埚和原料熔融液之间的润湿，可有效地防止诸如双晶或多晶化的缺陷。例如，专利文献4(日本特开平8-133882号公报)公开了使用所谓的溶胶凝胶法在由热解氮化硼(PBN)制成的坩埚的内壁上形成SiO₂-B₂O₃膜的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平6-219900号公报

专利文献2：日本特开平3-57079号公报

专利文献3：日本特开平8-151290号公报

专利文献4：日本特开平8-133882号公报

发明内容

技术问题

由于SiO₂-B₂O₃熔融液的高粘度，直接使用该熔融液难以在坩埚中形成均匀且薄的SiO₂-B₂O₃膜。在通过溶胶凝胶法形成SiO₂-B₂O₃膜的情况下，由于涂布原料和坩埚之间的低润湿性，难以均匀地形成SiO₂-B₂O₃膜。还存在如下问题：由于在SiO₂-B₂O₃膜的形成期间膜的收缩率高，所以当使用溶胶凝胶法时，形成的SiO₂-B₂O₃膜会容易地剥离。因此，尚未实现在坩埚中均匀地形成SiO₂-B₂O₃膜。尚未解决在半导体单晶中产生缺陷的问题。